不同脉冲数字化仪特性下 LaBr3:Ce 闪烁体 α/γ 甄别线性分类算法性能
仪器与探测器
2020-04-22 v1 高能物理 - 实验
摘要
随着高速读出电子学的发展，数字脉冲形状甄别（PSD）方法吸引了更多研究者的关注，尤其在高能物理与中子探测领域。如何为探测系统设计者选择PSD算法及相应数据采集系统（DAQ）自然成为一个关键待解决问题。本文基于 :Ce 闪烁体探测器，研究了不同PSD算法的分类性能与数字化仪采样特性（包括采样率与有效位数）之间的关系。部署了配置五种不同ADC的自研集成数字化仪与 WavePro 404HD 示波器来对 :Ce 闪烁体的波形进行数字化。此外，应用了三种基于线性模型的PSD方法——电荷比较法（CCM）、最小二乘分类法（LS）与费舍尔线性判别分析（LDA）——来甄别来自内禀同位素 Ac 的 α 信号。使用LS方法与125 MSPS 14位ADC时，FoM值为1.4240.042，与LDA结果相近，但比CCM结果优31%。甄别结果表明，相对于CCM方法，LS与LDA的性能受采样率影响较小，体现为更好的PSD能力。本文结果可帮助探测系统开发人员在采样特性、期望甄别结果与系统成本之间做出权衡。
引用
@article{arxiv.2002.00570,
title = {Performance of Linear Classification Algorithms on alpha/gamma Discrimination for LaBr3:Ce Scintillation Detectors with Various Pulse Digitizer Properties},
author = {Jingjun Wen and Jinfu Zhu and Tao Xue and Jirong Cang and Liangjun Wei and Qiyuan Nie and Ming Zeng and Zhi Zeng and Hao Ma and Jianmin Li and Yinong Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00570},
year = {2020}
}